Задание №20 — Эксперимент и его оборудование

Решение:

Во всех схемах источник, резистор и конденсатор соединены параллельно между одними и теми же двумя узлами. В установившемся режиме ток через конденсатор не идёт, поэтому по закону Ома для полной цепи ток в контуре «источник — резистор» равен $I = \dfrac{\varepsilon}{R + r}$.

Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе, значит

$$q = CU = C\,IR = \frac{\varepsilon CR}{R + r}.$$

Заряд зависит от ЭДС $\varepsilon$, внутреннего сопротивления $r$, сопротивления $R$ и ёмкости $C$. Чтобы исследовать зависимость $q$ от ЭДС, нужны две схемы, отличающиеся только значением $\varepsilon$, при одинаковых $r$, $R$ и $C$.

Схема 1 содержит источник $\varepsilon,\ r$ с резистором $R$ и конденсатором $C$; схема 3 — источник $2\varepsilon,\ r$ с теми же $R$ и $C$. Они различаются лишь ЭДС, поэтому подходят именно они. В схеме 2 удвоено внутреннее сопротивление, в схеме 4 удвоен резистор, в схеме 5 изменены сразу и $r$, и $R$.

Ответ: 13